地磁传感器

霍尔传感器工作原理

半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。当有电流 I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。原理简述如下：激励电流 I 从 a 、 b 端流入，磁场 B 由正上方作用于薄片，这时电子 e 的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力 FL 的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多， FE 也越大，在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。由图可以看出，流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强，霍尔电势也就越高。磁场方向相反，霍尔电势的方向也随之改变，因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。半导体薄片置于磁感应强度为 B 的磁场中，磁场方向垂直于薄片，如图所示。当有电流 I 流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势 EH ，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电势，上述半导体薄片称为霍尔元件。原理简述如下：激励电流 I 从 a 、 b 端流入，磁场 B 由正上方作用于薄片，这时电子 e 的运动方向与电流方向相反，将受到洛仑兹力 FL 的作用，向内侧偏移，该侧形成电子的堆积，从而在薄片的 c 、 d 方向产生电场 E 。电子积累得越多， FE 也越大，在半导体薄片 c 、 d 方向的端面之间建立的电动势 EH 就是霍尔电势。由图可以看出，流入激励电流端的电流 I 越大、作用在薄片上的磁场强度B 越强，霍尔电势也就越高。磁场方向相反，霍尔电势的方向也随之改变，因此霍尔传感器能用于测量静态磁场或交变磁场。

地磁感应

利用地球磁场进行车辆检测的地磁传感器地磁传感器可用于检测车辆的存在和车型识别。这种利用车辆通过道路时对地球磁场的影响来完成车辆检测的传感器与目前常用的地磁线圈（又称地感线圈）检测器相比，具有安装尺寸孝灵敏度高、施工量孝使用寿命长，对路面的破坏小（有线安装只需要在路面开一条5毫米宽的缝，无线安装只需要在路面打一个直径55毫米深150毫米的洞，当在检测点吊架或侧面安装时不用破坏路面）等优点，在智能交通系统的信息采集中必将起到非常重要的作用。 1.车辆检测传感器的现状随着经济的飞速发展，基础设施的投资力度越来越大，表现之一就是道路建设。但是由于道路建设周期一般较长，其增长远远跟不上车辆的急剧增长，使得交通状况日益恶化，这几乎成为所有城市的通玻改变目前这种交通现状的有效解决办法就是在城市交通管理部门建立完善的交通监控系统。交通监控系统的主要目标是适应动态交通状况的变化。即通过采集交通数据并将其传输到交通管理中心，在中心进行分析，根据分析结果，中心通过控制车辆出入和信号灯，从而更好地管制交通；中心还可以利用这些数据在发生交通事故时迅速采取措施。同时管理中心可把采集的交通数据传给司机，这有助于减缓交通拥挤，优化行车路线。运用交通监控系统可以提高现有道路的通行能力，协调处理突发性交通事件，缓和交通阻塞，从而改善交通状况。数据采集系统在交通监控系统中起着非常重要的作用，所以研究有更高应用价值的数据采集系统是必要的。车辆检测传感器是数据采集系统的关键部分，传感器的性能对数据采集系统的准确性起决定作用。传统的交通数据采集是通过在路面上铺设地感线圈传感器，这种方法有以下缺点：一、是线圈在安装或维护时必须直接埋入车道，这样交通会受到阻碍；二、是埋置线圈的切缝软化了路面，容易使路面受损；三、是工程施工时，出于无意或由于需要切断线圈的现象也会发生，结果常常使线圈无法使用；四、是感应线圈易受到冰冻、盐碱或繁忙交通的影响；五、是感应线圈寿命一般为二年，之后要破坏路面，重新铺设等。其它传感器如超声波传感器容易受环境的影响，当风速6级以上时，反射波产生漂移而无法正常检测；探头下方通过的人或物也会产生反射波，造成误检；红外传感器工作现场的灰尘、冰雾会影响系统的正常工作。而且，以上几种传感器都是根据车长来识别车辆的类型，无法识别载重车辆。在未来的智能交通运输系统中，交通数据采集器将大范围覆盖街道和公路，从而发挥数据采集的优势。传感器的检测准确度对区域监控方案的产生非常重要，所以用一种先进的、稳定准确的传感系统代替现有的落后的传感系统就成为一个亟待解决的问题。另外，由于建设高速公路的投资较大，贷款筑路、收费还贷的政策早已深入人心。但是高速公路上的收费站大大地降低了高速公路的通行能力。国外已有实行不停车收费的例子。在国内内，不停车收费也是这种收费制式的发展方向。在不停车收费中，需要数据采集器自动识别车型以便根据不同的车型收取相应的费用。这就要求数据采集器不仅能检测车流，而且还要准确识别出过往车辆的类型。现有的数据采集系统通常都是根据车长来识别车型，无法识别载重车辆，更不能满足收费系统中根据车重来收费的要求。 2.地磁传感技术及其优点地球的磁场在几公里之内基本上是恒定的，但大型的铁磁性物体会对地球磁场产生巨大的扰动，地磁传感器可以分辨出地球磁场6000分之1的变化，而当车辆通过时对地磁的影

生物传感器基本原理与应用

生物传感器基本原理与应用生物传感器，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器由分子识别部分（敏感元件）和转换部分（换能器）构成。以分子识别部分去识别被测目标，是可以引起某种物理变化或化学变化的主要功能元件。分子识别部分是生物传感器选择性测定的基础；而换能部分是把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器）。各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。生物传感器能够选择性地分辩特定物质的物质有酶、结构抗体、组织、细胞等。这些分子识别功能物质通过识别过程可与被测目标结合成复合物，如抗体和抗原的结合，酶与基质的结合。主要应用： 1.食品工业。生物传感器在食品分析中的应用包括食品成分、食品添加剂、有害毒物及食品鲜度等的测定分析。 2.环境监测。环境污染问题日益严重，人们迫切希望拥有一种能对污染物进行连续、快速、在线监测的仪器，生物传感器满足了人们的要求。目前，在包括水环境监测、大气环境监测等方面，生物传感器已经有了较为广泛的应用和良好的前景。 3.发酵工业。在各种生物传感器中，微生物传感器具有成本低、设备简单、不受发酵液混浊程度的限制、可能消除发酵过程中干扰物质的干扰等特点。因此，在发酵工业中广泛地采用微生物传感器作为一种有效的测量工具。目前主要的应用方向为：原材料及代谢产物的测定、微生物细胞数目的测定等。 4.医学。医学领域的生物传感器发挥着越来越大的作用。生物传感技术不仅为基础医学研究及临床诊断提供了一种快速简便的新型方法，而且因为其专一、灵敏、响应快等特点，在军事医学方面，也具有广的应用前景。目前主要的应用方向有：临床医学（主要是酶电极）、军事医学等。此外，在法医学中，生物传感器还可用作DNA鉴定和亲子认证等。

传感器课程设计——霍尔传感器测量磁场要点

目录一、课程设计目的与要求 (2) 二、元件介绍 (3) 三、课程设计原理 (6) 3.1霍尔效应 (6) 3.2测磁场的原理,载流长直螺线管内的磁感应强度 (8) 四、课程设计内容 (10) 4.1电路补偿调节 (10) 4.2失调电压调零 (10) 4.3按图4-3接好信号处理电路 (10) 4.4按图4-4接好总测量电路 (11) 4.5数据记录与处理 (12) 4.6数据拟合 (14) 五、成品展示 (16) 六、分析与讨论 (17) 实验所需仪器 (19) 个人总结 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22) 参考网址 (22)

一、课程设计目的与要求 1.了解霍尔传感器的工作原理 2.掌握运用霍尔传感器测量磁场的方法

二、元件介绍 CA3140 CA3140高输入阻抗运算放大器,是美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上，该CA3140A和CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极（PMOS上）中的晶体管输入电路提供非常高的输入阻抗，极低输入电流和高速性能。操作电源电压从4V至36V（无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。应用范围: .单电源放大器在汽车和便携式仪表 .采样保持放大器 .长期定时器 .光电仪表 .探测器 .有源滤波器 .比较器 .TTL接口 .所有标准运算放大器的应用 .函数发生器 .音调控制 .电源 .便携式仪器

3503霍尔元件 UGN3503LT，UGN3503U和UGN3503UA霍尔效应传感器准确地跟踪磁通量非常小的变化，密度变化通常太小以致不方便操作霍尔效应开关。可作为运动探测器，齿传感器和接近探测器，磁驱动机械事件的镜像。作为敏感电磁铁的显示器，就可以有效地衡量一个系统的负载量可以忽略不计的性能，同时提供隔离污染和电气噪声。每个霍尔效应集成电路包括一个霍尔传感元件，线性放大器和射极跟随器输出级。三种封装形式提供了对磁性优化包大多数应用程序。封装后缀“LT”是一个缩影SOT-89/TO243AA表面贴装应用的晶体管封装;后缀“U”是一个微型三引脚塑料SIP，而'UA'是一个三引脚超小型SIP协议。所有器件的额定连续运行温度范围为-20 °C至+85°C。特点: ·极为敏感 ·至23 kHz的平坦的响应Array·低噪声输出 ·4.5 V至6 V的操作 ·磁性优化装箱图2-4 3503霍尔元件封装及引脚图

基于地磁传感器的车位检测系统设计

基于地磁传感器的车位检测系统设计摘要：针对近年来兴起的开放式停车场技术，文章利用三轴地磁传感器HMC5883检测车位中的车辆停放状况，并将传感器的检测数据送至stc12c1052ad单片机，利用动态波形特征提取算法运算处理，从而确定车辆的停放状态，通过无线发送模块将数据传送到管理终端。管理终端接收的数据通过stc89c52芯片运算整合，将车位状态显示在液晶屏上，极大的方便了停车场的管理。关键词：地磁传感器；车位检测；无线传感器网络 1 系统方案设计 1.1 地磁传感器原理地磁场是一个磁场强度随位置和时间变化而变化的弱磁场，平均感应强度为50000-60000nT。在没有外部磁场干扰时，传感器内部磁阻电流密度矢量[2]一般呈直线状态；当外部磁场扰动时，电流密度矢量因霍尔效应会与电场方向偏离一定角度，因此，电流的大小和方向将变化，电阻值变化。设计采用霍尼韦尔公司的三轴地磁传感器HMC5883，HMC5883可以同时感应水平和垂直三个方向的地磁强度。仅需要判断车位中是否有车辆停放，不必知道车辆停放的空间姿态，所以只使用到了其中的X轴，而另外两轴可以为其

他功能的扩展提供用途，如通过三个轴的磁场感应强度计算出车辆的空间位置状态，从而实现帮助驾驶员规范停车等功能。检测停车位是否有车辆，HMC5883地磁传感器放置如图1，车辆沿x轴的负方向进入停车位，当车辆进入停车位时，x轴产生的磁场变化最大，因此只需读取x轴的变化便可判断车辆的有无，Y轴和z轴均与x轴垂直，z轴指向天空，Y轴与车辆行驶方向垂直，因此几乎不受影响。 1.2 系统结构设计系统主要由车位检测小板，网络节点，管理终端组成[3]。由安装在车位中的检测小板检测车位数据，通过无线网络将数据发送到管理终端运算处理，显示车位信息，并将数据存入数据库。 2系统硬件电路设计地磁车位检测小板的检测与发送装置的电路，主要由芯片STC12C1052、霍尼韦尔HMC5883、315MHz无线收发模块，tps61070电源模块等组成，实现对地面磁感线疏密度的检测功能，当车辆停止在检测板上方时，会对该处的地球磁场产生扰动，影响HMC5883内部的铁镍合金的电阻率改变，进而将磁场变动的信号发送给STC12C1052，由 STC12C1052运算处理，再控制315MHz发射模块发送信息给管理终端。检测发送装置的原理设计电路如图3所示。 3 系统软件设计

GMR磁场传感器的工作原理

GMR磁场传感器的工作原理巨磁电阻（GMR）效应是1988年发现的一种磁致电阻效应，由于相对于传统的磁电阻效应大一个数量级以上，因此名为巨磁电阻(Giant Magnetoresistanc)，简称GMR。 1. 巨磁电阻（GMR）原理，见图一。巨磁电阻（GMR）效应来自于载流电子的不同自旋状态与磁场的作用不同，因而导致的电阻值的变化。这种效应只有在纳米尺度的薄膜结构中才能观测出来。赋以特殊的结构设计这种效应还可以调整以适应各种不同的性能需要。 2. 巨磁电阻（GMR）传感器原理，见图二。巨磁电阻（GMR）传感器将四个巨磁电阻（GMR）构成惠斯登电桥结构，该结构可以减少外界环境对传感器输出稳定性的影响，增加传感器灵敏度。工作时图中“电流输入端”接5V~20V的稳压电压，“输出端”在外磁场作用下即输出电压信号。

3. 巨磁电阻（GMR）传感器性能，见图三，表一。图三所示为巨磁电阻（GMR）传感器在外场中的性能曲线，表明该传感器在±200Oe的磁场范围类有较好的线性。表一所示为国际上各公司生产的巨磁电阻（GMR）传感器的性能对照，表中标注有（库万军）处为本公司产品。对比表明本公司的产品无论灵敏度或线性范围都有较大的优越性，而且本公司产品性能仍在不停的丰富和完善过程中。更为重要的是，本公司产品采用特殊的结构，适宜于采用半导体集成化规模生产，因此生产成本低。

3. 产品使用说明 a.巨磁电阻（GMR）传感器作为一种有源器件，其工作必须提供5~20V的直流电源。而且该电源的稳定性直接影响传感器的测试精度，因此要求以稳压电源提供；使用中也应避免过电压供电； b.巨磁电阻（GMR）传感器作为一种高精度的磁敏传感器，对使用磁环境也有一定的要求，其型号选用应根据使用环境的磁场大小来决定； c.巨磁电阻（GMR）传感器对磁场的灵敏度与方向有关。其外形结构上标注的敏感轴为传感器对磁场最为灵敏的方向，参见图四。当不平行时，灵敏度降低，其关系为 Sθ=S0COSθ 其中Sθ为磁场方向与传感器敏感轴间的夹角为θ时的灵敏度，S0为磁场方向与传感器敏感轴平行时的灵敏度。图4 巨磁电阻（GMR）传感器外形结构及接线图 d.对于输出特性相对于外磁场为偶函数时，则将传感器作为测量使用时需要外加偏置磁场。理想情况偏置磁场的大小为传感器保持线性范围磁场的1/2。

三轴地磁传感器封装新思路解决高温可靠性问题

三轴地磁传感器封装新思路解决高温可靠性问题三轴磁传感器，又称电子罗盘，在无人机、智能手表、导航设备中广泛普及和应用。针对需要侦测物体运动变化情况，三轴磁传感器承载着至关重要的绝对指向作用，为稳定飞行、辅助导航等多样化功能保驾护航。也正如此，三轴磁传感器的可靠性是这些装置稳定运作的基石。不过，现今一般市场上常见的三轴磁传感器，多采用一个直立式Z轴配合一个水平XY轴感测的结构。这种传感器采用多芯片封装，通过Epoxy封装材料和焊接方式，将一个水平、一个垂直的传感器，和一个负责感应X、Y轴两个维度的磁场水平传感器透过金线或焊接固定在一起，垂直传感器负责感应Z轴维度磁场大小。直立式Z轴传感器因为感应片自身结构直观，设计也较为简单。但是，由于直立式Z轴结构在封装较复杂而形成结构弱点，例如因热涨冷缩而线路断裂或接点的结构变化，引发一些常见的使用及售后的弊端。直立式Z轴传感器容易出现线路断裂、封装材料挤进焊接点等问题对于使用直立式Z轴结构地磁传感器的厂商、用户而言，最大的顾虑就是它相对稳定定较差。例如在生产过程中，返工或小量手工生产需要使用热风枪焊接，在焊接过程中容易出现因高温引起的传感器损坏问题，例如线路断裂、封装材料挤进焊接点等。除直接损坏之外，高温焊接过程还可能导致传感器数值偏离，因此在批量生产过程中，常常发生10%或更高比率的不良品，需要返工重修，这无疑增加了厂商的生产成本和时间成本。直立式Z 轴传感器结构出现故障的情况屡见不鲜，而该种传感器又大抵只能够支持Reflow两到三次，因此对于芯片使用者而言，可预见的使用风险是存在的。此外，在用户使用过程中，由于直立式Z轴传感器对环境温度比较敏感，在遭遇极端天气抑或较大温度变化时，容易不定期出现传感器失灵的情况，导致无人机操控失灵甚至坠机，这同样也会增加用户的售后维护成本。那么，如何解决以上问题，打造一款真正耐用的三轴磁传感器产品呢？近期，全球领先的磁传感器公司iSentek爱盛科技给予了行业全新的思路。

普及一下基础知识霍尔传感器工作原理

普及一下基础知识——霍尔传感器工作原理霍尔传感器工作原理霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。霍尔效应在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。霍尔元件根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。霍尔传感器的分类霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。（一）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。（二）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。

霍尔IC S-5711A系列 SII的霍尔IC是采用小型封装的高灵敏度、低消耗电流的IC。可检测两极(N极和S极) 磁性，通过与磁石的组合，可进行各种设备的开/关检测。 S-5711A 系列是采用CMOS 技术开发的高灵敏度、低消耗电流的霍尔IC(磁性开关IC)。可检测出磁束密度的强弱，使输出电压发生变化。通过与磁石的组合，可进行各种设备的开/关检测。由于采用了超小型的SNT-4A 或SOT-23-3 封装，因此可高密度安装。同时，由于消耗电流低，因此最适用于便携设备。特点 ? 内置斩波放大器 ? 可选范围广，支持各种应用检测两极、检测S极、检测N极(*1)、动态“L”、动态“H”(*1) Nch开路漏极输出、CMOS输出 ? 宽电源电压范围：2.4 V ~ 5.5 V ? 低消耗电流：5.0 μA 典型值、8.0 μA 最大值 ? 工作温度范围：－40℃~ ＋85℃ 磁性的温度依赖性较小 ? 采用小型封装：SNT-4A, SOT-23-3 ? 无铅产品用途 ? 手机(翻盖式、滑盖式等) ? 膝上型电脑 ? 数码摄像机 ? 玩具、游戏机 ? 家用电器产品标准电路

MEMS陀螺仪与地磁传感器

尽管2009年全球经历了空前的经济危机，但是MEMS市场并没有受到影响，市场总值几乎与2008持平，出货量比2008年同期增长大约10%，这些数据表明，MEMS在消费电子市场的渗透率正在不断提高。据市调机构iSuppli的最近一份市场研究报告显示，2010年以及以后的MEMS市场前景光明，预计2010年MEMS市场重新回到的两位数增幅，2009-2013期间的总年复合增长率达到12.2%。事实上，MEMS传感器是消费电子实现创新应用不可或缺的关键元器件。近年来，从游戏机到手机，从笔记本电脑到白色家电，很多消费电子产品利用低g加速计，实现了运动控制的用户界面和增强型保护系统。现在该轮到MEMS陀螺仪和地磁感应计发挥作用，推动新一波令人兴奋的创新应用高速增长。有关能够测量线性加速度的MEMS加速计的技术文章已经很多，因此，本文基本上不涉及加速传感器，把更多的笔墨留给陀螺仪、地磁感应计等具有多个自由度检测功能的元器件。 MEMS陀螺仪陀螺仪能够测量沿一个轴或几个轴运动的角速度，是补充MEMS加速计功能的理想技术。事实上，如果组合使用加速计和陀螺仪这两种传感器，系统设计人员可以跟踪并捕捉三维空间的完整运动，为最终用户提供现场感更强的用户使用体验、精确的导航系统以及其它功能。 ST在MEMS市场的份额正在快速增长。作为全球公认的消费电子和手机市场最大的MEMS传感器供应商，ST最近推出了30款以低功耗和小封装为特色的高性能陀螺仪。 ST陀螺仪的核心元件是一个微加工机械单元，在设计上按照一个音叉机制运转，利用科里奥利原理把角速率转换成一个特定感应结构的位移。我们以一个单轴偏航陀螺仪为例，探讨最简单的工作原理（图1）。两个正在运动的质点向相反方向做连续运动，如蓝色箭头所示。只要从外部施加一个角速率，就会出现一个科里奥利力，力的方向垂直于质点运动方向，如黄色箭头所示。产生的科里奥利力使感应质点发生位移，位移大小与所施加的角速率大小成正比。因为传感器感应部分的运动电极（转子）位于固定电极（定子）的侧边，上面的位移将会在定子和转子之间引起电容变化，因此，在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专用电路可以检测的电参数。图1:单轴MEMS偏航陀螺仪

地磁传感器_磁感应计_电子罗盘(compass)原理

内容 MID中的传感器 1 加速计 2 陀螺仪 3 地磁传感器 4

MID中的传感器——已商用的传感器 ◆触摸屏 ◆摄像头 ◆麦克风（ST：MEMS microphones……） ◆光线传感器 ◆温度传感器 ◆近距离传感器 ◆压力传感器（ALPS：MEMS气压传感器……） ◆陀螺仪（MEMS） ◆加速度传感器（MEMS） ◆地磁传感器（MEMS）

集成电路（Integrated Circuit，IC）把电子元件/电路/电路系统集成到硅片（或其它半导体材料）上。微机械（Micro-Mechanics）把机械元件/机械结构集成到硅片（或其它半导体材料）上。微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）MEMS = 集成电路+ 微机械

陀螺仪（Gyroscope） ?测量角速度 ?可用于相机防抖、视频游戏动作感应、汽车电子稳定控制系统（防滑）加速度传感器（Accelerometer） ?测量线加速度 ?可用于运动检测、振动检测、撞击检测、倾斜和倾角检测地磁传感器（Geomagnetic sensor） ?测量磁场强度 ?可用于电子罗盘、GPS导航

陀螺仪+加速计+地磁传感器 ?电子稳像(EIS: Electronic Image Stabilization)?光学稳像(OIS: Optical Image Stabilization)?“零触控”手势用户接口 ?行人导航器 ?运动感测游戏 ?现实增强

1、陀螺仪（角速度传感器）厂商：欧美：ADI、ST、VTI、Invensense、sensordynamics、sensonor 日本：EPSON、Panasonic、MuRata、konix 、Fujitsu、konix、SSS 国产：深迪 2、加速度传感器（G-sensor）厂商：欧美：ADI、Freescale、ST、VTI、Invensense、Sensordynamics、Silicon Designs 日本：konix、Bosch、MSI、Panasonic、北陆电气国产：MEMSIC（总部在美国） 3、地磁传感器（电子罗盘）厂商：欧美：ADI、Honeywell 日本：aichi、alps、AsahiKASEI、Yamaha 国产：MEMSIC（总部在美国）

无线地磁传感器原理是什么,会不会取代地感线圈

无线地磁传感器原理是什么?会不会取代地感线圈? 时代在进步，科技在发展，更好的科学技术带给我们的不只是文明成果，也更是造福全人类，而在这城市拥挤的道路上，我们又看到了科技带来的便利，很多地方的路边停车位都采用了无线地磁传感器，能更好的能够判断车位的空失，也极大的杜绝了白停车的现象。那么，无线地磁传感器其原理是什么?会不会取代地感线圈成为主流呢?下面就和德立达小编一起来分析分析。其实，在早些年，就有一些停车行业采取过无线地磁传感器来作为停车场的感应系统，但由于其存在着准确度低、易受干扰、高功耗等一些问题，就没有受到广泛的推广，而随着科技的发展，这将不再是问题。当然能不能推广，还得看它的实际应用价值，原理是什么?比之传统的地感线圈有什么不同?

无线地磁传感器这一最新技术的作用原理就是利用地球磁场的变化。当车辆经过或者停在无线地磁传感器上方时，相应区域内的磁场将发生变化，无线地磁传感器感知到这种变化，会对当前车辆行驶状态进行判断，并把相关信息通过无线通讯实时传送给管理系统。与地感线圈相比，无线地磁传感器探测车辆具有极高的灵敏度，通过对磁场变化的细微体察，使得车辆识别性能优越，能够最大程度地保证数据采集的准确度。此外，无线地磁传感器还具有以下显著优势： 1、安装简单易行，维护方便无线地磁传感器不用钻孔破地埋设，而是直接牢牢粘附于地表，避免了对地面的破坏，同时极大地降低了施工的难度，缩短工期，节省安装费用，使得设备可以迅速有效地投入到使用当中。

2、抗干扰能力强地磁检测技术不受外界电磁波干扰，雷雨天也可以正常使用，而且防水性能优良，可全天候工作。 3、安装位置灵活在任何路面同样适用，不受附近的铁磁性物体干扰，且安装尺寸小。 4、易于掌握，管理方便对于使用者来说，无线地磁传感器不仅成本低廉，而且操作简单，易于掌握，管理起来也十分方便，使用寿命长，一般不需维护。

生物传感器的原理及应用

生物传感器的原理及应用摘要: 随着信息技术与生物工程技术的发展，生物传感器得到了极为迅速的发展，当今各发达国家都把生物传感器列为21世纪的关键技术，给予高度的重视。生物传感器不仅广泛用于传统医学领域，推动医学发展，而且还在空间生命科学、食品工业、环境监测和军事等领域广泛应用。关键词:生物传感器；原理；应用；发展 Abstract: As information technology and biological engineering technology, bio-sensors has been very rapid development，today's developed countries regard the biosensor technology as the key to the 21st century, given a high priority. Biosensors are widely used in traditional medicine not only to promote the development of medicine, but also in space life science, food industry, environmental monitoring and widely used in military and other fields. Keyword s: biosensor; principle; application; development

目录一. 引言 (4) 二. 生物传感器的原理 (4) 三. 生物传感器的应用 (5) 3.1.生物传感器在医学领域的应用 (5) 3.1.1. 基于中医针灸针的传感针 (5) 3.1.2.生物芯片 (5) 3.1.3.生物传感器的临床应用 (5) 3.2.生物传感器在非传统医学领域的应用 (6) 3.2.1．在空间生命科学发展中的应用 (6) 3.2.2．在环境监测中的应用 (6) 3.2.3．在食品工程中的应用 (6) 3.2.4．在军事领域的应用 (6) 四. 生物传感器的未来 (7) 五. 结束语 (7) 六. 参考文献 (7)

地磁传感器和加速度传感器原理说明

MEMSIC地磁与G-SENSOR 气泡式加速度传感器原理 IC内嵌入一个MEMS（微机电系统），内部充满特定气体，MEMS中间是加热点，工作时加热，当手机变动时，MEMS内的加热的气体向四周移动，四周有热偶电阻，可以检测移动方向；阻值变化转化为电压变化，在由IC内的ASIC电路放大输出；电容式G-SENSOR 硅片蚀刻成三个轴上的平板电容，每个平板电容的两块导电板之间有有弹性的介质（这种介质应是硅材料），当甩动手机时，弹簧变动，平行电容板的两块导电板之间间距变化，使得电容发生变化，经过放大输出；电容式G-SENSOR有共振和抖动问题地磁传感器原理地球磁场强度约为0.4-0.6高斯地磁种类： AMR：异响磁阻，磁体通电后，内部小磁体会与水平位置产生一个夹角，磁体阻抗发生变化，转化为电信号； AMR材质的磁性强度刚好可以覆盖地球磁场，无需处理， GMR：两个磁体之间有一层特殊金属介质，当通电后，金属层的阻抗会发生变化，转化为电信号； HALL: 霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（A.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这一现象就是霍尔效应。这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断 GMR和HALL磁场强度超过地磁场，因此GMR和HALL效应做的地磁传感器还增加了集磁器，提高磁场强度。硬磁与软磁磁性材料按照磁化后去磁的难易程度，可分为软磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料，不容易去磁的物质叫硬磁材料。一般来讲软磁性材料剩磁较小，硬磁性材料剩磁较大。硬磁材料是指磁化后不易退磁而能长期保留磁性的一种铁氧体材料，也称为永磁材料或恒磁材料。

生物传感器原理及应用

Chapter １生物传感器（Biosensors） ? 1.1 Generalization（概述）? 1.2 Principle （基本原理）? 1.3 Classification（分类）? 1.4 Application（应用）

1.2 生物传感器工作原理被测对象生物敏感膜（分子识别感受器）电信号换能器物理、化学反应化学物质力热光声 . . . 图16-1 生物传感器原理图

BIOSENSORS 1.2 生物传感器原理无论是基于电化学、光学、热学或压电晶体等不同类型的生物传感器，其探头均由两个主要部分组成，一是感应器，它是由对被测定的物质（底物）具有高选择性分子识别功能的膜构成。二是转换器，它能把膜上进行的生化反应中消耗或生成的化学物质，或产生的光、热等转变成电信号，最后把所得的电信号经过电子技术的处理后，在仪器上显示或记录下来。

换能器（T r a n s d u c e r ）感受器（R e c e p t o r ）= 分析物（Analyte ）溶液（Solution ）选择性膜（Thin selective membrane ）识别元件（Recognition ）生物传感器工作机理测量信号（Measurable Signal ） BIOSENSORS

（1）将化学变化转变成电信号酶传感器为例,酶催化特定底物发生化学反应,从而使特定生成物的量有所增减。用能把这类物质的量的改变转换为电信号的装置和固定化酶耦合,即组成酶传感器.常用转换装置有氧电极、过氧化氢。

简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型

简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

简单易懂的霍尔电流传感器使用原理及相关霍尔型号推荐 1、开环（直放式）霍尔电流传感器当原边电流I P 流过一根长导线时，在导线周围将产生一磁场，这一磁场的大小与流过导线的电流成正比，产生的磁场聚集在磁环内，通过磁环气隙中霍尔元件（如HG-302C）进行测量并放大输出，其输出电压V S 精确的反映原边电流I P 。一般的额定输出标定为 4V。开环霍尔电流传感器的优点是结构简单，可靠性好，过载能力强，体积较小，开环式霍尔电流传感器一般线性度角差，且原边信号在上升和下降过程中副边输出会有不同。开环式霍尔电流传感器精度通常劣于1%。一般开环电流传感器采用的霍尔是HG-106A,HG-106C,HG-166A,HG-302A,HG-302C,HG-362A,SS495A,SS495A1。 2、闭环（磁平衡式）霍尔电流传感器磁平衡式电流传感器也称补偿式传感器，即原边电流Ip在聚磁环处所产生的磁场通过一个次级线圈电流所产生的磁场进行补偿，其补偿电流Is精确的反映原边电流Ip，从而使霍尔器件（如HW-300B, HW-302B）处于检测零磁通的工作状态。当主回路有一电流通过时，在导线上产生的磁场被磁环聚集并感应到霍尔器件上，所产生的信号输出用于驱动功率管并使其导通，从而获得一个补偿电流Is。这一电流再通过多匝绕组产生磁场，该磁场与被测电流产生的磁场正好相反，因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出逐渐减小。当与 Ip与匝数相乘所产生的磁场相等时，Is不再增加，这时的霍尔器件起到指示零磁通的作用，此时可以通过Is来测试Ip。当Ip变化时，平衡受到破坏，霍尔器件有信号输出，即重复上述过程重新达到平衡。被测电流的任何变化都会破坏这一平衡。一旦磁场失去平衡，霍尔器件（HW-300B,HW-302B）就有信号输出。经功率放大后，立即就有相应的电流流过次级绕组以对失衡的磁场进行补偿。从磁场失衡到再次平衡，所需的时间理论上不到1μs，是一个动态平衡的过程。因此，宏观上看，次级的补偿电流安匝数在任何时间都与初级被测电流的安匝数相等。一般来说闭环式电流传感器比开环电流传感器的精度更高，闭环霍尔电流传感器等特点是精度高，响应快，频带宽。闭环式霍尔电流传感器由于工作在零磁通状态，磁芯的非线性及磁滞效应不对输出造成影响，可以获得较好的线性度和较高的精度。闭环式霍尔电流传感器精度一般可达%。闭环霍尔电流传感器一般采用的霍尔是HW-300B,HW-302B,HW-322B。

用磁阻传感器测量地磁场

实验三十七用磁阻传感器测量地磁场地磁场的数值比较小，约T 5 10-量级，但在直流磁场测量，特别是弱磁场测量中，往往需要知道其数值，并设法消除其影响，地磁场作为一种天然磁源，在军事、工业、医学、探矿等科研中也有着重要用途。本实验采用新型坡莫合金磁阻传感器测定地磁场磁感应强度及地磁场磁感应强度的水平分量和垂直分量；测量地磁场的磁倾角，从而掌握磁阻传感器的特性及测量地磁场的一种重要方法。【实验目的】 1. 掌握磁阻传感器的特性和定标方法。 2. 掌握地磁场的测量方法。【实验原理】物质在磁场中电阻率发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钴、镍及其合金等磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内部磁化方向时，此类金属的电阻减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。 HMC1021Z 型磁阻传感器由长而薄的坡莫合金(铁镍合金)制成一维磁阻微电路集成芯片(二维和三维磁阻传感器可以测量二维或三维磁场)。它利用通常的半导体工艺，将铁镍合金薄膜附着在硅片上，如图1所示。薄膜的电阻率)(θρ依赖于磁化强度M 和电流I 方向间的夹角θ，具有以下关系式 θρρρθρ2cos )()(⊥⊥-+=∥ (1) 其中∥ρ、⊥ρ分别是电流I 平行于M 和垂直于M 时的电阻率。当沿着铁镍合金带的长度方向通以一定的直流电流，而垂直于电流方向施加一个外界磁场时，合金带自身的阻值会生较大的变化，利用合金带阻值这一变化，可以测量磁场大小和方向。同时制作时还在硅片上设计了两条铝制电流带，一条是置位与复位带，该传感器遇到强磁场感应时，将产生磁畴饱和现象，也可以用来置位或复位极性；另一条是偏置磁场带，用于产生一个偏置磁场，补偿环境磁场中的弱磁场部分(当外加磁场较弱时，磁阻相对变化值与磁感应强度成平方关系)，使磁阻传感器输出显示线性关系。 HMC1021Z 磁阻传感器是一种单边封装的磁场传感器，它能测量与管脚平行方向的磁场。传感器由四条铁镍合金磁电阻组成一个非平衡电桥，非平衡电桥输出部分接集成运算放大器，将信号放大输出。传感器内部结构如图2所示，图中由于适当配置的四个磁电阻电流方向不相同，当存在外界磁场时，引起电阻值变化有增有减。因而输出电压out U 可以用下式

地磁传感器检测车辆存在

地磁传感器对车辆存在性检测原理 ?发表时间：2013-07-26 14:16:00 ?文章出处：传感器专家网 ?相关专题：传感器知识地球磁场的强度在0.5 至0.6 高斯，地球磁场在很广阔的区域内（大约几公里）其强度是一定的。当一个铁磁性物体，如汽车，置身于磁场中，它会使磁场扰动，如图1，此时，放置于其附件的地磁传感能测量出地磁场强度的变化，从而对车辆的存在性进行判断。图1，汽车对地磁场的扰动对于车辆的存在和方向检测，不需要象对车辆进行分类时那么详细的信息，所以只需将磁传感器放置在路边，沿着被检测的车道即可，而不需要在车道上挖坑埋入磁传感器。三轴磁传感器放在距地面1英尺高的位置，X、Y、Z轴方向定义如图2所示。

图2，车辆与磁传感器初始化设置沿着向上方向的Z轴磁场可用来检测车辆的存在，如图3，轿车经过时Z轴的曲线，该曲线的特点是：当传感器与车辆平行时出现峰值。当在车辆距传感器1英尺的情形下，对该曲线进行平滑处理后，可用来指示车辆的存在。通过建立合适的阀值，可以滤掉旁边车道的车辆或远距离车辆带来的干扰信号。图3，轿车经过时Z轴磁传感器的曲线图除了上述沿着向上方向的Z轴检测到手磁场变化可用来检测车辆的存在，检测车辆存在的另一方法是观察磁场变化的大小，也就是计算出整个地磁场在汽车经过时的磁场强度变化情况，从面判断出有无汽车经过：磁场的大小＝（X^2+Y^2+Z^2）^1/2

图4显示了磁传感器距车辆1 英尺、5 英尺、10 英尺和21 英尺时，一辆轿车通过所产生的曲线。在不同距离下，Z轴的曲线形状很相似，但是信号强度却大不相同。从1英尺到5英尺，信号强度衰减得非常快。距离越远，数值快速衰减。当传感器只检测单一车道车辆，而忽略其他车道车辆的存在时，这种特点非常有用。图4，轿车经过时磁场强度的变化曲线磁传感器在1 至4 英尺的路边检测距离范围内可以工作得很好。通过观察磁场的变化，可以确定通过车辆的存在。这种检测方法的好处是不用将传感器及相关电路埋在地底，磁传感器也可以安装在铝制外壳中。

地磁传感器调研报告

地磁场是地球的基本物理场，全球地磁总强度在赤道处大约是30000 nT，极地可达50000 nT。它是一种传统的、简便的、可靠的定位、定向参照系统，在航空、航天、航海、石油钻探、导弹发射等国民经济和国防建设领域具有广泛的应用前景和不可替代的重要作用。上世纪60年代中期，E-Systerms就开始了对地磁导航制导技术的研究，提出并论证了磁场等高线匹配(MAGCOM)导航的概念，由于当时没有实测地磁数据，因此没有进行实验验证。直到1974－1976年，前苏联Ramenskoye设计公司采用磁通门传感器，以地磁场强度作为特征量成功进行了MAGCOM制导的离线实验。瑞典20世纪80年代开始了对地磁导航技术的研究，Carl首次提出了“Magnetic Terrain Navigation”的概念，并利用地磁异常场进行了测速、定位试验。随后的二十多年里，GPS技术取得的巨大进展暂时掩盖了地磁匹配导航的优势，使得地磁匹配导航研究没能获得深入的发展。最近几年，GPS技术暴露出各种弱点，学者们逐渐转向寻找新的导航替代方法，地磁匹配导航就成了考虑中的替代方法之一。2003年8月，美国国防部宣称他们所研制的纯地磁导航系统的导航精度为：地面和空中定位精度优于30m(CEP)；水下定位精度优于500m(CEP)。美国生产的波音飞机上配备有地磁匹配导航系统，在飞机起飞降落时使用。俄罗斯的新型机动变轨的SS－19导弹采用地磁等高线制导系统，实现导弹的变轨制导，以对抗美国的反弹道导弹拦截系统。SS－19导弹再入大层后，不是按抛物线飞行，而是沿稠密大气层沿地磁等高线飞行，使美国导弹防御系统无法准确预测来袭导弹的飞行弹道轨迹，从而大大增强了

1 生物传感器的基本原理

1 生物传感器的基本原理生物传感器主要由生物感应元件和信号传导器两部分组成。可用来制作生物感应元件的物质有酶、酶组分、生物体、组织、细胞、抗体、核酸、有机物分子等,其主要功能是对被测物质进行选择性作用,即识别被测物质。信号传导器的主要形式有电势测量式、电流测量式、电导率测量式、阻抗测定式、光强测量式、热量测定式、声强测量式、机械式等,其主要功能是将生物元件与被测物质相互作用所产生的物理化学效应转变为可以输出的电信号[2 ] 。生物传感器的基本工作原理是:将具有分子识别功能的生物物质通过特殊加工技术涂敷固定在固态载体上(例如高分子膜等) ,形成功能膜,当其与被测物质相接触时,膜内的感应物质首先与被测物质选择性地吸附, 发生相互作用形成复合物, 从而表现为化学变化、热变化、光变化或直接产生电信号方式等;化学变化、热变化和光变化由信号传导器转化为易于输出的, 与待测物质浓度成比例的电信号,这个信号能够进一步被放大、处理或储存,然后利用电子仪器进行测量,记录,从而达到分析检测的目的 2 生物传感器在环境监测中的应用 2. 1 对砷化物和硫化物的检测砷污染主要来源于采矿、冶金、化工、农药生产、制革、化学制药等工业废水。单质砷的毒性很低,但砷的化合物均有剧毒,砷化物容易在人体内积累, 造成急性或慢性中毒。在历史上,由于人们的环保意识不强,含砷工业废水曾造成土壤和地下水的广泛污染。为有效地清除这种污染并确保饮用水的安全,对污染环境中的砷的检测是至关重要的。Roberto 等[5 ]从海水母中提取了一种绿色荧光蛋白质( green fluorescent pro2tein) 通过基因转录研制出一种细菌荧光素酶生物传感器,利用该生物传感器可检测亚微克量的亚砷酸盐和砷酸盐,对砷污染地区能进行在线、长期的环境监测,效果显著,且费用较低。焦化、选矿、造纸、印染、制革等工业废水通常含有硫化物,包括溶解性的H2S、HS- 和S2 - ,酸溶性的金属硫化物等。硫化物毒性较大,且易产生硫化氢,可危害细胞色素、氧化酶,造成细胞组膜,并被膜内硫杆菌同化而耗氧,使氧分子扩散进入氧电极的速率降低,导致电极输出电流下降。通过对电流变化值的记录,可检测出S2 - 的浓度。试验证明,硫化物微生物电极具有良好的准确度和精密度,测试设备简单,操作方便,成本低,是一种有实用意义的生物传感器。 2. 2 对杀虫剂除草剂残留物的检测利用生物传感器可直接、快速又方便地检测出各类杀虫剂(如有机磷和氨基甲酸脂类) 和除草剂的残留物。生物基质不但可以测定残留物的浓度,还可以测定其毒性[7 - 9 ] ,这是传统的分析检测技术所达不到的。用于检测杀虫剂的最常见的酶是神经酶乙酰胆碱酶[10 ] ,它能催化乙酰胆碱水解成胆碱和乙酸。有机磷是杀虫剂中的一大分支,包括对硫磷、马拉硫磷、甲氟磷酸异丙酯等,它们能与酶结合成非常稳定的共价物磷酸基酶从而阻碍酶的活性。将固定化乙酰胆碱酯制成的生物传感器放入含有杀虫剂的试样中就可以测量出酶活性的抑制程度。当酶不受抑制时,会输出一个最大的稳定信号,而当溶液中含有抑制剂时,这个信号的大小就会降低一个与抑制剂浓度成比例的量,从而达到检测的目的。利用聚球蓝细菌细胞作为生物基质的生物传感器可以用于检测水体中的除草剂,通过检测细胞中光合成电子传输系统,当有污染物存在时,会对传输系统产生干扰。该方法非常简单方便,可迅速提供污染信息,适于在线监测2. 3对生化需氧量及氨氮的测定生化需氧量(BOD) 是反映水体被有机物污染程度的综合指标,也是研究废水的可生化降解性和生化处理效果,以及生化处理废水工艺设计和动力学研究中的重要参数。目前普遍采用的BOD 测定方法是标准稀释法,这种方法操作复杂,重现性差,且不宜现场监测。采用BOD 生物传感器[13 - 15 ]可在10～15min 检测出BOD 的含量,可对水质状况实行在线监测,具有广阔的应用前景。BOD 生物传感器的基本原理是:将生物传感器置于不含BOD 物质的缓冲溶液中,由于溶液保持恒温并被氧饱和,传感器输出一稳态电流;当加入样品时,有机物向生物传感器的生物膜中扩散,因微生物对有机物质有代谢作用而耗氧,从而导致传感器输出电流降低;在适